Средства обработки данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Понятие и функции системы управления базами данных

2. Средства организации баз данных и работа с ними

3. Системы управления базами данных в экономике

Заключение

Список использованных источников

Введение

В современных условиях экономисту очень часто приходится работать с информацией, полученной из разных источников, каждый из которых связан с определенным видом деятельности. Более того, сегодня, в информационную эпоху, в подавляющем большинстве случаев при решении хозяйственных, экономических и финансовых задач приходится иметь дело с обширными массивами данных. Они разнородны, специфически структурированы и взаимосвязаны друг с другом. Такие сложные наборы данных принято называть базами данных. Вся современная экономика базируется на управлении информацией. Данные решают все, и очень важно эффективно их обрабатывать. Теория управления базами данных как самостоятельная дисциплина на стыке экономики и информатики начала развиваться приблизительно с начала 50-х гг. XX в. За это время она приобрела черты классической и заняла достойное место в современной науке. Однако нас больше интересует не теоретический, а сугубо практический аспект информационной обработки экономических баз данных. Программное обеспечение, осуществляющее операции над базами данных, получило название СУБД, что означает "система управления базами данных". Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньшей степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ. Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также СУБД Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии "клиент-сервер". Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще - диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения, на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом "де-факто" стала "быстрая разработка приложений" или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе "открытом подходе", то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с "классическими" СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами "классических" СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии "клиент-сервер". Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.

1. Понятие и функции системы управления базами данных

Система управления базами данных (СУБД) - специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных. Для создания и управления информационной системой СУБД необходима в той же степени, как для разработки программы на алгоритмическом языке необходим транслятор.

Основные функции СУБД:

1. Определение структуры создаваемой базы данных, ее инициализация и проведение начальной загрузки.

Как правило, создание структуры базы данных происходит в режиме диалога. СУБД последовательно запрашивает у пользователя необходимые данные. В большинстве современных СУБД база данных представляется в виде совокупности таблиц. Рассматриваемая функция позволяет описать и создать в памяти структуру таблицы, провести начальную загрузку данных в таблицы.

2. Предоставление пользователям возможности манипулирования данными (выборка необходимых данных, выполнение вычислений, разработка интерфейса ввода/вывода, визуализация).

3. Обеспечение независимости прикладных программ и данных (логической и физической независимости).

Важнейшим свойством СУБД является возможность поддерживать два независимых взгляда на базу данных - "взгляд пользователя", воплощаемый в логическом представлении данных, и его отражения в прикладных программах; и "взгляд системы" - физическое представление данных в памяти ЭВМ. Обеспечение логической независимости данных предоставляет возможность изменения (в определенных пределах) логического представления базы данных без необходимости изменения физических структур хранения данных. Таким образом, изменение логического представления данных в прикладных программах не приводит к изменению структур хранения данных. Обеспечение физической независимости данных предоставляет возможность изменять (в определенных пределах) способы организации базы данных в памяти ЭВМ не вызывая необходимости изменения "логического" представления данных. Таким образом, изменение способов организации базы данных не приводит к изменению прикладных программ.

4. Защита логической целостности базы данных.

Основной целью реализации этой функции является повышение достоверности данных в базе данных. Достоверность данных может быть нарушена при их вводе в базу данных или при неправомерных действиях процедур обработки данных, получающих и заносящих в базу данных неправильные данные. Для повышения достоверности данных в системе объявляются так называемые ограничения целостности, которые в определенных случаях "отлавливают" неверные данные. Так, во всех современных СУБД проверяется соответствие вводимых данных их типу, описанному при создании структуры. Система не позволит ввести символ в поле числового типа, не позволит ввести недопустимую дату и т.п. В развитых системах ограничения целостности описывает программист, исходя из содержательного смысла задачи, и их проверка осуществляется при каждом обновлении данных.

5. Защита физической целостности.

При работе ЭВМ возможны сбои в работе (например, из-за отключения электропитания), повреждение машинных носителей данных. При этом могут быть нарушены связи между данными, что приводит к невозможности дальнейшей работы. Развитые СУБД имеют средства восстановления базы данных. Важнейшим используемым понятием является понятие "транзакции". Транзакция - это единица действий, производимых с базой данных. В состав транзакции может входить несколько операторов изменения базы данных, но либо выполняются все эти операторы, либо не выполняется ни один. СУБД, кроме ведения собственно базы данных, ведет также журнал транзакций. Предположим, что база данных была испорчена в результате аппаратного сбоя компьютера, на котором был установлен сервер СУБД. В этом случае нужно использовать последнюю сделанную резервную копию базы данных и журнал транзакций. Причем применить к базе данных нужно только те транзакции, которые были зафиксированы после создания резервной копии. Большинство современных СУБД позволяют администратору воссоздать базу данных исходя из резервной копии и журнала транзакций. В таких системах в определенный момент база данных копируется на резервные носители. Все обращения к базе данных записываются программно в журнал изменений. Если база данных разрушена, запускается процедура восстановления, в процессе которой в резервную копию из журнала изменений вносятся все произведенные изменения. субд программа интерфейс

6. Управление полномочиями пользователей на доступ к базе данных.

Разные пользователи могут иметь разные полномочия по работе с данными (некоторые данные должны быть недоступны; определенным пользователям не разрешается обновлять данные и т.п.). В СУБД предусматриваются механизмы разграничения полномочий доступа, основанные либо на принципах паролей, либо на описании полномочий.

7. Синхронизация работы нескольких пользователей.

Достаточно часто может иметь место ситуация, когда несколько пользователей одновременно выполняют операцию обновления одних и тех же данных. Такие коллизии могут привести к нарушению логической целостности данных, поэтому система должна предусматривать меры, не допускающие обновление данных другим пользователям, пока работающий с этими данными пользователь полностью не закончит с ними работать. Основным используемым здесь понятием является понятие "блокировка". Блокировки необходимы для того, чтобы запретить различным пользователям возможность одновременно работать с базой данных, поскольку это может привести к ошибкам. Для реализации этого запрета СУБД устанавливает блокировку на объекты, которые использует транзакция. Существуют разные типы блокировок - табличные, страничные, строчные и другие, которые отличаются друг от друга количеством заблокированных записей. Чаще других используется строчная блокировка - при обращении транзакции к одной строке блокируется только эта строка, остальные строки остаются доступными для изменения.

8. Управление ресурсами среды хранения.

База данных располагается во внешней памяти ЭВМ. При работе в базу данных заносятся новые данные (занимается память) и удаляются данные (освобождается память). СУБД выделяет ресурсы памяти для новых данных, перераспределяет освободившуюся память, организует ведение очереди запросов к внешней памяти и т.п.

9. Поддержка деятельности системного персонала.

При эксплуатации базы данных может возникать необходимость изменения параметров СУБД, выбора новых методов доступа, изменения (в определенных пределах) структуры хранимых данных, а также выполнения ряда других общесистемных действий. СУБД предоставляет возможность выполнения этих и других действий для поддержки деятельности базы данных обслуживающему базу данных системному персоналу, называемому администратором базы данных.

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

· ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию;

· процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных, и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода;

· подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД;

· а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

2. Средства организации баз данных и работа с ними

Управление базой данных позволяет организовать работу с территориально удаленными подразделениями в рамках единого информационного пространства с целью получения оперативной информации о состоянии дел в территориально-удаленных подразделениях организации, а сотрудникам своевременно получать необходимую информацию из центральной ЭВМ. Требования, предъявляемые к базам данных:

· контроль целостности передаваемых данных;

· использование различных каналов связи;

· обеспечение эффективной загрузки системы в целом;

· полнота представления данных, т.е. данные в базе должны адекватно представлять всю информацию об объекте и их должно быть достаточно для систем обработки данных;

· обеспечение сохранности информации при их обработке;

· обеспечение разграничения доступа к данным;

· целостность баз данных, т.е. данные должны сохраняться при обработке их системами обработки данных;

· гибкость структуры данных, т.е. база данных должна позволять изменить структуры данных, не нарушая своей целостности и полноты при изменении внешних условий;

· реализуемость, т.е. должно быть объективное представление разнообразных объектов, их свойств и отношений;

· доступность, т.е. база данных должна обеспечить разграничение доступа пользователей к данным.

СУБД обрабатывает информацию, которая находится в базе данных. К ней предъявляется следующие требования:

1. Независимость данных, универсальность, защита данных.

2. Обеспечение поддержки централизованной и распределенной БД.

3. Предохранять БД от рассогласований в режиме коллективного доступа.

Основными средствами работы в СУБД являются:

· средства задания (описания) структуры БД;

· средства конструирования экранных форм, предназначенных для ввода данных, просмотра и их обработки в диалоговом режиме;

· средства создания запросов для выборки данных при заданных условиях;

· средства создания отчетов из БД для вывода на печать результатов обработки в удобном для пользователя виде;

· средства создания отчетов из БД для вывода на печать результатов обработки в удобном для пользователя виде:

· языковые средства - макросы, встроенный алгоритмический язык (Dbase, Visual Basic и др.), язык запросов (SQL)и т.п.;

· средства создания приложений пользователя (генераторы приложений, средства создания меню и панели управления приложениями), позволяющие определить различные операции работы с базой данных в единый технологический процесс.

СУБД может иметь включающий или базовый язык программирования. В СУБД с базовым языком применяется собственный алгоритмический язык, позволяющий кроме операций манипулирования данными выполнять различные вычисления и обработку данных. Стандартным реляционным языком запросов является язык структурированных запросов SQL.

3. Системы управления базами данных в экономике

Microsoft Access - это только одна из многочисленных "персональных" СУБД, которые успешно используются в различных областях экономики. Кроме персональных, существуют также профессиональные (промышленные) СУБД. Именно они первоначально получили наибольшее распространение до появления персональных компьютеров, да и сейчас используются в самых важных областях экономики. На их основе создаются комплексы управления и обработки информации крупных предприятий, банков и даже целых отраслей экономики (например, биллинговая система оператора мобильной связи или национальная система персонифицированного учета). Профессиональные СУБД поддерживают совместную работу с базой большого количества пользователей; обеспечивают масштабируемость, т.е. возможность роста системы пропорционально увеличению запросов к ней; являются максимально устойчивыми к сбоям различного рода и могут работать круглосуточно в течение многих лет. Пожалуй, самой известной профессиональной СУБД сейчас является Oracle, которая вот уже долгие годы обрабатывает информацию для ФБР и ЦРУ (по их заказу и разрабатывалась эта система). Основоположниками СУБД Oracle стала группа американских разработчиков (Ларри Эллисбн, Роберт Майнер и Эдвард Оутс), которые более тридцати лет тому назад создали фирму Relational Software Inc. и поставили перед собой задачу создать систему, на практике реализующую идеи, изложенные в работах Э.Ф. Кодда И К. Дж. Дейта. Результатом их деятельности стала реализация переносимой реляционной системы управления базами данных с базовым языком обработки SQL. В 1979 г. заказчикам была представлена версия Oracle для мини-компьютеров PDP-11 фирмы Digital Equipment Corporation сразу для нескольких операционных систем: RSX- 11, IAS, RSTS и UNIX. Чуть позже Oracle был перенесен на компьютеры VAX под управлением VAX VMS. Значительная часть кода была написана на ассемблере, и поэтому процесс переноса системы на новую платформу требовал значительных усилий. Основным отличием Oracle очередной, третьей версии было то, что она была полностью написана на языке С. Такое решение обеспечивало переносимость системы на многие новые платформы, в частности, на различные клоны UNIX. Второй важной особенностью новой (1983 г.) версии была поддержка концепции транзакции. Примерно в это же время фирма получила новое имя - Oracle Corporation - и заняла лидирующее место на рынке производителей СУБД. Четвертая версия Oracle характеризовалась расширением перечня поддерживаемых платформ и операционных систем. Oracle был перенесен как на большие ЭВМ фирмы IBM (мэйнфреймы), так и на персональные компьютеры, работающие под управлением MS DOS. Именно в четвертой версии был сделан важный шаг в развитии технологии поддержки целостности баз данных. Для многопользовательских систем было предложено оригинальное решение Oracle поддержки "непротиворечивости чтения". В пятой версии была впервые реализована СУБД с архитектурой "клиент- сервер". Последующие версии СУБД Oracle были ориентированы на построение крупномасштабных систем обработки транзакций, изменение методов реализации систем ввода/вывода, буферизации, подсистем управления параллельным доступом, резервирования и восстановления. Также была реализована поддержка симметричных мультипроцессорных архитектур. Проект и экспериментальный вариант СУБД Ingres были разработаны в университете Беркли под руководством одного из наиболее известных в мире ученых и специалистов в области баз данных Майкла Стоунбрейкера. С самого начала СУБД Ingres разрабатывалась как мобильная система, функционирующая в среде ОС UNIX. Первая версия Ingres была рассчитана на 16-разрядные компьютеры и работала главным образом на машинах серии PDP. Это была первая СУБД, распространяемая бесплатно для использования в университетах. Впоследствии группа Стоунбрейкера перенесла Ingres в среду ОС UNIX BSD, которая также была разработана в университете Беркли. Семейство СУБД Ingres из университета Беркли принято называть университетской Ingres. В начале 80-х была образована компания RTI (Relational Technology Inc.), которая разработала и стала продвигать коммерческую версию СУБД Ingres. В настоящее время коммерческая Ingres поддерживается, развивается и продается компанией Computer Associates. Сейчас это одна из наиболее развитых коммерческих реляционных СУБД. В то же время, по поводу университетской Ingres имеется много высококачественных публикаций. Более того, университетскую Ingres можно опробовать на практике и даже посмотреть ее исходные тексты.

Перечисленные выше (для СУБД Oracle) тенденции носят универсальный характер и определяют пути развития других программных продуктов, что вполне объясняется жесткой конкурентной ситуацией, сложившейся на данном рынке. Персональные системы управления данными - это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей и предназначенное для использования на микроЭВМ (персональном компьютере). Это объясняет и их второе название - настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются:

· относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные приложения как "продвинутым" пользователям, так и тем, чья квалификация невысока;

· относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам.

Исторически первой среди персональных СУБД, получивших массовое распространение, стала Dbase фирмы Ashton-Tate (впоследствии права на нее перешли к фирме Borland, а с 1999 г. данная программа поддерживается фирмой dBASE Inc.). В дальнейшем серия реляционных персональных СУБД пополнилась такими продуктами, как FoxBase/FoxPRO (Fox Software, в дальнейшем - Microsoft), Clipper (Nantucket, затем - Computer Associates), R:base (Microrim), Paradox (Borland, на настоящий момент правами владеет фирма Corel), Access (Microsoft), Approach (Lotus).

Завоевавшие широкую популярность в России системы Dbase, FoxPRO и Clipper работали с таблицами данных, размещавшихся в файлах, имевших расширение *.dbf (термин dbf-формат стал общепринятым). Впоследствии семейство этих баз данных получило интегрированное наименование Xbase.

Несмотря на неизбежные различия, обусловливавшиеся замыслами разработчиков, все перечисленные системы в ходе своей эволюции приобрели ряд общих конструктивных черт, среди которых, прежде всего, могут быть названы:

· наличие визуального интерфейса, автоматизирующего процесс создания средств манипуляции данными, - экранных форм, шаблонов отчетов, запросов и т. п.;

· наличие инструментов создания объектов базы данных в режиме диалога: Experts в Paradox, Wizards в Access, Assistants в Approach;

· наличие развитого инструментария создания программных расширений в рамках единой среды СУБД: язык разработки приложений PAL в Paradox, VBA (Visual Basic for Applications) в Access, Lotus Script в Approach;

· встроенная поддержка универсальных языков управления данными, например SQL или QBE (Query By Example).

Среди СУБД, которые, условно говоря, занимают промежуточное положение между настольными и промышленными системами, могут быть названы SQLWindows/ SQLBase фирмы Centura (до 1996 г. Gupta), InterBase (Borland), наконец, Microsoft SQL Server. В завершении раздела необходимо отметить, что в последние годы наметилась устойчивая тенденция к стиранию четких граней между настольными и профессиональными системами. Последнее, в первую очередь, объясняется тем, что разработчики в стремлении максимально расширить потенциальный рынок для своих продуктов постоянно расширяют набор их функциональных характеристик.

Заключение

Современные системы управления базами данных, такие как IMS, Lotus Approach, Cetop, Oracle, Clipper, FoxPro, Access действительно являются мощным средством управления большим объемом данных. Они позволяют производить быструю сортировку большого массива данных, осуществлять быстрый переход по записям в произвольном порядке, производить быструю выборку большого количества данных из всего массива данных по заданным критериям. В таких СУБД каждый файл данных рассматривается как двухмерная таблица, столбцы которой соответствуют полям записей, а строки соответствуют отдельным записям файла и обращение к данным идет через указание номера записи имени поля. При этом работа с отдельным полем таблицы данных напоминает работу с переменными - обращение к данным максимально упрощено, и пользователю не нужно знать всю иерархическую структуру данных. К тому же язык команд этих систем управления базами данных содержит широкий набор команд, выполняющих действия сложных конструкций, например, сортировка записей файла сводится только к двум командам. Помимо этого в них предусмотрены команды создания светового меню для организации прямого диалога с пользователем. Все это максимально упрощает написание программ и подтверждает, что современные системы управления базами данных действительно являются мощным инструментом для создания и обработки баз данных большого объема.

Список использованных источников

1. Симонович, С.В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов / С.В. Симонович. - СПб.: С-П, 2006. - 640 с.

2. Саак, А.Э Информационные технологии управления: Учебник для вузов / С.М. Саак, Е.В. Пахомов, В.Н. Тюшняков. - СПб.: Питер, 2005. - 320 с.

3. Корнеев, И.К. Информационные технологии: Учебник / И.К. Корнеев, Г.Н. Ксандопуло, В.А. Машурцев. - М.: Проспект, 2009. - 224 с.

4. Кузин, А.В. Базы данных / А.В. Кузин, С.В. Левонисова. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Академия, 2008. - 320 с.

5. Интернет университет. - Режим доступа [#"#">www.intuit.ru/ department/ database/databases/2/2.html]

Размещено на Allbest.ru